高能超聲波噴丸板料成形技術(shù)研究.pdf

1、超聲波噴丸是一種綠色節(jié)能的板料無模成形新技術(shù)，與傳統(tǒng)噴丸成形工藝相比具有成形表面質(zhì)量好、精度高、易實(shí)現(xiàn)自動控制等優(yōu)點(diǎn)，有利于復(fù)雜形狀板料零件的成形，在航空航天、汽車覆蓋件及薄板制造業(yè)等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。本文對超聲波噴丸板料成形技術(shù)進(jìn)行了相關(guān)研究，主要研究工作如下：
　　研究了超聲波噴丸板料成形的物理過程和基本原理，并以Hertz碰撞理論為基礎(chǔ)，對板料噴丸成形過程進(jìn)行力學(xué)分析，研究了板料彎曲成形與噴丸產(chǎn)生的殘余應(yīng)力分布之間的關(guān)

2、系，推導(dǎo)出了板料成形的彎曲曲率半徑和弧高值的計算公式。
　　利用顯微鏡觀察并測量了超聲波噴丸在板料表面產(chǎn)生的凹坑直徑并計算出相應(yīng)凹坑深度，以此為基礎(chǔ)利用經(jīng)驗(yàn)公式計算得到了單次撞針沖擊板料表面的等效載荷，并根據(jù)板料試樣的表面形貌和微觀晶粒變化從表面粗糙度和表層硬度兩個方面探究超聲波噴丸對板料表面完整性的改善。
　　采用不同的超聲波噴丸工藝參數(shù)對20號鋼進(jìn)行了單曲率件成形實(shí)驗(yàn)，獲得了噴丸強(qiáng)度、撞針直徑和噴丸時間等工藝參數(shù)對板料彎

3、曲變形量的影響，制定了幾種典型曲面的成形路徑并進(jìn)行了成形實(shí)驗(yàn)，取得了理想的成形效果，對成形試樣的表面粗糙度和顯微硬度進(jìn)行測試，結(jié)果表明超聲波噴丸后成形板料具有良好的表面質(zhì)量。
　　在實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上利用ABAQUS軟件對超聲波板料成形進(jìn)行了有限元模擬，確定了適合超聲波噴丸模擬的材料變形模型、本構(gòu)模型及網(wǎng)格劃分，針對噴丸強(qiáng)度、撞針直徑和噴丸時間等不同工藝參數(shù)對板料最終變形量的影響進(jìn)行模擬分析，并按照制定的成形路徑模擬幾種典型曲面的的超聲波